CN109705005B - 一种2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸衍生物及制备方法和应用 - Google Patents

一种2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸衍生物及制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种2‑甲砜基‑4‑三氟甲基苯甲酸衍生物及制备方法和应用。所述2‑甲砜基‑4‑三氟甲基苯甲酸衍生物具有如式I所示的结构，其中，R为CH3O、C2H5O、C3H7O、C4H9O或NH2，优选C2H5O、NH2。本发明制备2‑甲砜基‑4‑三氟甲基苯甲酸衍生物的工艺中用锂试剂和甲磺酸甲酯完成苯环甲砜基的制备，解决了以往工艺中使用甲硫醇钠或连二甲硫醚等具有恶臭气味的化合物的问题；同时利用微通道反应器，解决了反应低温下放热不易控制的问题。

Description

一种2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸衍生物及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种精细化工中间体2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸衍生物及其制备方法和应用，属于精细化工技术领域。
背景技术
除草剂异恶唑草酮的关键中间体为2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸，其制备方法通常是由以下方案实现的，如专利WO0021922、WO9902490等报道：
Figure BDA0001912676720000011
但在上述方法中，须使用甲硫醇钠或连二甲硫醚参与反应；由于甲硫醇钠或连二甲硫醚会在反应过程中产生非常大的气味，造成生产条件恶劣，环保成本高等问题；并且该方法须经多步反应，导致总收率偏低。
鉴于目前生产异恶唑草酮的中间体在其制备过程中存在的种种缺陷，有必要开发一种新的中间体，以替代现有的2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸，用于制备除草剂异恶唑草酮。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明提供一种新的化合物，其可替代现有的2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸，用于制备除草剂异恶唑草酮，进而避免了现有中间体生产过程中出现的生产条件恶劣，环保成本高等问题。
本发明的技术方案如下：
一种2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸衍生物，具有如式I所示的结构：
Figure BDA0001912676720000021
其中，R为CH3O、C2H5O、C3H7O、C4H9O或NH2，优选为C2H5O、NH2。
本发明还提供上述式I结构化合物的制备方法，其合成路线如下：
Figure BDA0001912676720000022
具体地，所述2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸衍生物(式I)的制备方法，包括：
(1)化合物
Figure BDA0001912676720000023
与锂试剂反应，得到化合物
Figure BDA0001912676720000024
(2)化合物
Figure BDA0001912676720000025
与甲磺酸甲酯反应，得到化合物
Figure BDA0001912676720000026
其中，R的定义如上所述。
进一步地，步骤(1)中，所述锂试剂选自丁基锂、叔丁基锂或二异丙基氨基锂中的一种或多种。
进一步地，步骤(1)中，所述锂试剂与所述化合物
Figure BDA0001912676720000031
的摩尔比为(1-2.5)：1，优选(1-2)：1。
进一步地，步骤(1)中，反应温度为-78～-15℃，优选-40～-15℃，进一步优选-40～-30℃、-25～-15℃、-30～-20℃、-30～-25℃；步骤(2)中的反应温度与步骤(1)保持一致。
进一步地，步骤(2)中，所述甲磺酸甲酯与所述化合物
Figure BDA0001912676720000032
的摩尔比为(1-1.5)：1，优选(1-1.2)：1。
进一步地，本发明所述的2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸衍生物(式I)的制备方法是在微通道反应器中进行的。利用微通道反应器，可解决反应低温下放热不易控制的问题。
进一步地，所述制备方法使用的溶剂为甲基叔丁基醚、四氢呋喃等。
进一步地，所述制备方法是在惰性气体保护下进行的，优选氮气。
进一步地，所述制备方法还包括后处理步骤：在氮气保护条件下，将步骤(2)所得反应液滴入冰水中，减压脱溶，回收溶剂，得到黄色固体。
所述微通道反应器的工作原理为：利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之间的微型反应器，微通道反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别，而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微通道反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道，因此也实现很高的产量。其基本原理是通过特殊设计的微结构单元对流经的反应流体进行切割，实现反应流体间以微米时空尺寸，甚至更小进行混合和换热。与传统化工技术相同，微化工技术也使用反应器、混合器、换热器等单元组件。
微通道反应器设备根据其主要用途或功能可以细分为微混合器，微换热器和微通道反应器。由于其内部的微结构使得微通道反应器设备具有极大的比表面积，可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微通道反应器有着极好的传热和传质能力，可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热，因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微通道反应器中实现。
本发明还提供上述式I所示的2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸衍生物在制备异恶唑草酮中的应用。
本发明的技术效果如下：
本发明利用锂试剂和甲磺酸甲酯合成得到具有苯环甲砜基的2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸衍生物，其成功代替了现有制备异恶唑草酮的中间体。本发明所述的2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸衍生物的制备方法，不产生恶臭气味，生产环境良好，而且反应步骤少，总收率高；同时还可降低原材料成本，适合工业化大生产。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1 2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸乙酯的制备
本实施例提供一种2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸乙酯的制备，包括：
向微通道反应器内先通入15分钟氮气置换体系中空气，在全程氮气保护条件下，降温于-40～-30℃之间开始滴加入110克(0.5mol、99％)的对三氟甲基苯甲酸乙酯和500毫升甲基叔丁基醚混液，同时滴加入0.183升(0.55mol、3mol/L)丁基锂溶液，反应液全部进入低温收集器得到化合物(III)；
再用定量泵将化合物(III)和66.1克(0.6mol、99％)甲磺酸甲酯保持在-40～-30℃之间，通过微通道反应器2小时滴完，取样分析对三氟甲基苯甲酸乙酯检测不出，将反应液在氮气保护条件下缓慢滴加0-5℃之间的冰水中，减压脱溶回收溶剂得到黄色固体；
经核磁确认，为目标产物2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸乙酯；得量146.5克，含量97％，收率96％。
实施例2 2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸乙酯的制备
本实施例提供一种2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸乙酯的制备，包括：
在微通道反应器先通入15分钟氮气置换体系中空气，在全程氮气保护条件下，降温于-25～-15℃之间开始加入110克(0.5mol、99％)的对三氟甲基苯甲酸乙酯和300毫升干燥好的四氢呋喃混液，同时滴加入0.183升(0.55mol、3mol/L)丁基锂溶液，反应液全部进入低温收集器得到化合物(III)；
再用定量泵将化合物(III)和66.1克(0.6mol、99％)甲磺酸甲酯保持在25～-15℃之间，通过微通道反应器1.5小时滴完，加完后取样分析对三氟甲基苯甲酸乙酯检测不出，将反应液在氮气保护条件下缓慢滴加人0-5℃之间的冰水中，用乙酸乙酯萃取减压脱溶回收溶剂后得到黄色固体；
经核磁确认为目标产物2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸乙酯；得量148克，含量95％，收率95％。
实施例3 2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酰胺的制备
本实施例提供一种2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酰胺的制备，包括：
在微通道反应器中先通入15分钟氮气置换体系中空气，在全程氮气保护条件下，降温于-30～-20℃之间开始加入95.5克(0.5mol、99％)的对三氟甲基苯甲酰胺和500毫升甲基叔丁基醚混液，同时滴加入0.183升(0.55mol、3mol/L)丁基锂溶液，反应液全部进入低温收集器得到化合物(III)；
再用定量泵将化合物(III)和66.1克(0.6mol、99％)甲磺酸甲酯保持在-30～-20℃之间，通过微通道反应器2小时加完，加完后取样分析对三氟甲基苯甲酰胺检测不出，将反应液在氮气保护条件下缓慢滴加人0-5℃之间的冰水中，减压脱溶回收溶剂得到黄色固体；
经核磁确认为目标产物2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酰胺；得量131.6克，含量97.2％，收率95.8％。
实施例4 2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酰胺的制备
本实施例提供一种2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酰胺的制备，包括：
在微通道反应器中先通入15分钟氮气置换体系中空气，在全程氮气保护条件下，降温于-30～-25℃之间开始加入95.5克(0.5mol、99％)的对三氟甲基苯甲酰胺和500毫升甲基叔丁基醚混液，同时滴加入0.323升(0.55mol、1.7mol/L)叔丁基锂溶液，反应液全部进入低温收集器得到化合物(III)；
再用定量泵将化合物(III)和66.1克(0.6mol、99％)甲磺酸甲酯保持在-30～-25℃之间，通过微通道反应器1.5小时加完，加完后取样分析对三氟甲基苯甲酰胺检测不出，将反应液在氮气保护条件下缓慢滴加人0-5℃之间的冰水中，减压脱溶回收溶剂得到黄色固体；
经核磁确认为目标产物2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酰胺。得量132克，含量97.8％，收率96.7％。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种2-甲砜基-4-三氟甲基苯甲酸衍生物的制备方法，其特征在于，包括：
(1)化合物
Figure FDA0002676988700000011
与锂试剂反应，得到化合物
Figure FDA0002676988700000012
(2)化合物
Figure FDA0002676988700000013
与甲磺酸甲酯反应，得到化合物
Figure FDA0002676988700000014
其中，R为CH3O、C2H5O、C3H7O、C4H9O或NH2；
步骤(2)所述反应在微通道反应器中进行的。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述锂试剂选自丁基锂、叔丁基锂或二异丙基氨基锂中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述锂试剂与所述化合物
Figure FDA0002676988700000015
的摩尔比为(1-2.5)：1。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述锂试剂与所述化合物
Figure FDA0002676988700000016
的摩尔比为(1-2)：1。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，反应温度为-78～-15℃。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述反应温度为-40～-15℃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述反应温度为-40～-30℃、-25～-15℃、-30～-20℃。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述反应温度为-30～-25℃。
9.根据权利要求1-8任一所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法中，使用的溶剂为甲基叔丁基醚和/或四氢呋喃。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括后处理步骤：在氮气保护条件下，将步骤(2)所得反应液滴入冰水中，减压脱溶，回收溶剂，得到黄色固体。
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